m基于PSO粒子群优化的LDPC码OMS译码算法最优偏移参数计算和误码率matlab仿真

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1.算法仿真效果

matlab2022a仿真结果如下:

1.jpeg

2.jpeg  

2.算法涉及理论知识概要

       Offset Min-Sum(OMS)译码算法是LDPC码的一种低复杂度迭代解码方法,它通过引入偏移量来减轻最小和算法中的量化效应,从而提高解码性能。当应用粒子群优化(PSO)来计算OMS译码算法中的最优偏移参数时,目标是自动找到能够最大化解码性能(如最小化误码率)的偏移量值。

 

       PSO算法由粒子群、个体最优解(pBest)和全局最优解(gBest)三部分组成。每个粒子代表一个可能的解(在这里是归一化参数),通过迭代更新自己的位置(即解码参数)来逼近全局最优解。粒子的位置xi​和速度vi​在每一代(迭代)中按如下公式更新:

 

8007055c44ee7f1d7fd89c16baa850ed_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png

 

 PSO应用于OMS偏移参数优化

 

初始化:随机生成一组粒子,每个粒子代表一个偏移参数γ的初始值,通常在合理范围内,如([-1, 1])。

适应度函数:定义适应度函数,通常为误码率(BER),越低的BER意味着更高的适应度值。

迭代优化:通过PSO的迭代过程,根据粒子在不同γ值下的解码性能(适应度),不断调整粒子的位置(即偏移量值),直至找到使BER最小化的最优γ。

3.MATLAB核心程序 `for i=1:Iter

    i

    for j=1:Npeop

        if func_obj(x1(j,:))<pbest1(j)

           p1(j,:)   = x1(j,:);%变量

           pbest1(j) = func_obj(x1(j,:));

        end

        if pbest1(j)<gbest1

           g1     = p1(j,:);%变量

           gbest1 = pbest1(j);

        end

        

        v1(j,:) = Wmaxv1(j,:)+c1rand*(p1(j,:)-x1(j,:))+c2rand(g1-x1(j,:));

        x1(j,:) = x1(j,:)+v1(j,:);

         

        for k=1:dims

            if x1(j,k) >= Xmax

               x1(j,k) = Xmax;

            end

            if x1(j,k) <= Xmin

               x1(j,k) = Xmin;

            end

        end

 

        for k=1:dims

            if v1(j,k) >= Vmax

               v1(j,k) =  Vmax;

            end

            if v1(j,k) <= Vmin

               v1(j,k) =  Vmin;

            end

        end

 

    end

    Error2(i)=gbest1

end

figure

plot(Error2,'linewidth',2);

grid on

xlabel('迭代次数');

ylabel('遗传算法优化过程');

legend('Average fitness');

 

 

 

bb    = g1;

N = 2016;

K = 1008;

R = K/N;

%H矩阵

[ H, Hp, Hs ] = func_H();

 

 

 

SNR   = 0:0.5:3;

Ber   = zeros(1, length(SNR));

Fer   = zeros(1, length(SNR));

 

%译码迭代次数

Iters = 8;

.................................................................

fitness=mean(Ber);

 

figure

semilogy(SNR, Ber,'-b^',...

    'LineWidth',1,...

    'MarkerSize',6,...

    'MarkerEdgeColor','k',...

    'MarkerFaceColor',[0.2,0.9,0.5]);

 

xlabel('Eb/N0(dB)');

ylabel('Ber');

title(['OMS,GA优化后的alpha = ',num2str(bb)])

grid on;

save OMS3.mat SNR Ber Error2 bb

0X_058m`